大气环境污染的特征范文

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中图分类号：X831 文献标识码：A

引言

近年来，随着工业废气量排放的增加、公路汽车行驶数量以及交通拥堵系数的增加等问题，一些大中城市的空气质量逐步下降，加上雾霾天气的频繁发生，大气环境污染越来越严重。当前，人们并不能一蹴而就地改善空气质量，在加大改善空气质量投入的同时，只能按部就班地对大气环境污染物进行严密的监测，以随时了解和掌握人们所接触的空气质量及其相关问题。但是，目前由于环境监测部门等大气环境污染物监测的重视度和资金投入力度不足，致使对大气环境污染物的监测仍然存在许多不足。本文将对大气环境污染物监测相关问题从理论和实际的视角进行探讨。

1 大气环境污染和环境监测概念及其基本内容

1.1 大气污染、大气污染物和污染物总量控制的概念及其基本分类

1.1.1 大气污染、大气污染物和污染物总量控制的概念阐述

大气污染，顾名思义是指大气中有害物质的数量、浓度和存留时间超过了大气环境所允许的范围，即超过了空气的稀释、扩散的能力，使大气质量恶化，给人类和生态环境带来了直接或间接的不良影响；大气污染物是指在自然过程和人为活动中所产生的对大气环境有污染的物质，本文主要指的是由包括工农业生产、日常生活和交通运输工具等在内的人为活动所产生的污染物；污染物总量控制是指在某一区域内，对排入该区域的大气污染物总量进行严密监测和控制，使其在一定时间内能被空气所稀释和扩散，从而不对大气环境产生污染。

上述三者之间的关系则是：由于大气污染物的过度排放，超过了大气环境所能容纳的饱和度，进而造成大气污染，大气污染的发生，极不利人们的工农业生产和生活，因而需要对大气环境污染物总量进行控制。目前，屡屡发生的大气环境污染现象，并不是监测力度的不够，而是对大气污染无产生的源头改善和控制力度不够。

1.1.2 大气污染源和一些常见的大气污染物

从大气污染物产生的形状及其所影响的范围来看，大气污染源主要是点、线、面、体等这四种来源，以烟囱为代表的废气排放就是大气污染源的点，以道路交通机动车、火车、轮船和飞机等所排放的废气污染物就是大气污染源的线，以一定区域内近地面的随意排放的废气等就是大气污染源的面，由焦炉炉体和工厂天窗等所产生的污染物就是大气污染源的体。

一些常见的大气污染物是：SO2、PM2.5为主的悬浮颗粒物、NOX、CO、VOCS、重金属、放射性物质、光化学氧化物等。引起这些大气污染物产生的因素主要有污染物排放总量超过大气环境的饱和度、污染物的距离、污染源的排放高度、大气自身的净化能力等。表1是污染物在不同时间内超过不同的浓度时，就会引发大气污染。

1.2 环境监测概念及其特征

1.2.1 环境监测的概念

环境监测是指为了预测环境问题并加以防范环境问题的出现，由环境监测部门对大气污染物、污染源等各项内容进行间断式的监测。

1.2.2 环境监测的特征

总体来看，环境监测具有准、快、全和法律效力的特征。首先，环境监测要以“准”为根本标准，只有进行准确的监测，才能提供准确的监测结果和数据；其次，环境监测要以“快”为根本要求，大气环境的变化瞬息万变，因此在对大气环境进行监测时，要做到“快”，能够对突发性事件做出及时反应；再次，环境监测要以“全”为基本指导，全方位的监测，能够满足各个部门的不同需求；最后，环境监测要以“法律效力”为基本前提，监测的数据要具有法律效力，这样才能为环境保护举措的执行提供依据和树立权威。

2 大气环境污染物监测布点的原则与方法

2.1 大气环境污染物监测布点的原则

根据国内外对大气环境污染物监测布点的设置，结合我国实际发展情况，本文认为在对大气环境污染物监测布点时，应坚持“四项基本原则”。

2.1.1 坚持科学性原则

这就要求监测部门应该根据污染物的不同，采取相对的监测方法。

2.1.2 坚持一致性原则

这就要求在科学性指导下，对监测结果要具有可信度，要使监测数据无论是在地形或不同气候条件下具有高度的一致性。

2.1.3 坚持代表性原则

这就需要监测部门在进行监测时，要有重点监测，并要使监测数据能反映出未来大气环境的发展趋势。

2.1.4 坚持经济性原则

这要求监测单位在保证监测科学性的条件下，对监测点的设置进行合理分配，将主要资源集中在污染严重的区域。

2.2 常见的污染物监测布点的方法

目前，常见的污染物监测布点的方法主要有四种方法，分别是扇形法、同心圆法、功能区法和网格法。扇形法适用于具有明显的主导风向和污染源属于点源的区域，主导风向是扇形的轴线，点源是扇形的顶点；同心圆法适用于某些具有多个污染源的区域，并且这些污染源相对要集中，由于污染源的随外扩散能力不断降低，同心圆的半径设置应该有所差异；功能区法适用于具有显著城市功能分区的一二线城市，这些城市功能分区常有居住区、商业区和工业区等其他区域。

3 关于进一步加强大气环境污染物监测的若干建议

近年来，随着雾霾现象的频繁发生，大气污染面临着严峻考验，空气质量不断下降，在做好对大气污染源监测的同时，要结合信息技术不断进行创新，具体如下：

3.1 加强电化学免疫传感器在环境污染物监测中的应用

利用电化学免疫传感器进行监测时，主要是借助于这些具有特异性的亲和反应，通过对平衡状态时抗原-抗体复合物进行监测，对待测物的分析进行监测。让免疫化学反应发生在传感器的表面，它具有很强的功能，较高的灵敏度，它可以在很短时间对物质做出监测。大量的研究显示，电流型免疫传感器的广泛应用主要通过一定的竞争机制，对电子传递的途径加以改善，并与流动分析相结合，可以提高小分子半抗原灵敏度的监测。对它更加重要的应用研究还有环境雌激素，包括孕酮、雌二醇等。

它与常规的免疫分析仪器不同，电化学免疫传感器技术的花费较小，能够实现仪器化，对现场监测比较适合。因为有以上特点，电化学免疫传感器要满足对痕量污染物的定量监测，它主要应用于毒素、有机农药、病源微生物等方面的监测，并被广泛应用。

3.2 基于无线传感器网络的环境监测系统的在线监测方法

通过传感器来测量与监测所需的参数，再借助网络将它发送到控制中心，用来实现监测的目的，它主要是通过公共有线电话网、移动电话网来完成任务。PSTN在布线上有许多困难，所需的费用很高，所以它的应用范围非常有限，而利用移动电话网对数据进行传输时可以解决布线的困难与缺点，对于大范围的测量，会出现成本太大并且数据采集的精度太小。此外，因为有太大的能耗，所以在较短的时间内要及时地对电池进行更换，这种监测主要是应用于危险区域及大面积监测区域，在应用时的特点是不方便。它主要是由低功耗微小的网络节点，自己以自发组织方式构成，再通过比较密集的节点进行布置，大家通过协作可以感知、监测和采集网络分布区域内的各种微观环境信息，还可以对这些信息做进一步的处理，在根本上可以取得详细、准确的信息。

无线传感器网络在国内外的研究成为了热点，并有了非常大的变化，如在Intel研究中心的伯克利实验室的研究人员，主要是使用无线传感器网络对岛上鸟类活动进行必要的分析，这一系统主要是对将传感器所获取的温度、所获取的湿度及气压等环境信息会通过多条路由的方法，可以将各信号，通过各种方式将其发送到监测管理中心，通过对这些比较有效的信息做进一步的监测，使其达到不打扰野生动植物的正常生活情况，并可以对其环境进行监视。

4 结语

随着工业废气量排放的增加、公路汽车行驶数量以及交通拥堵系数的增加等问题，大气环境污染物监测工作将面临更加严峻的挑战，环境监测部门只有不断创新，才能更好地服务于环境保护工作，为国民经济的良好发展和人们健康水平“保驾护航”。

参考文献

[1] 刘芳凤.浅谈大气环境监测的数字化测量[J].科技风，2013（17）：56.

[2] 张伟.遥感FTIR在大气环境监测中的新发展[J].科技风，2013（17）：276.

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环境污染问题现已成为世界各国共同关注的问题，其中大气环境污染是现代城市首要关注的环境污染问题之一。因此，加强对大气环境的监测，是现在应对大气污染，保障安全人民生活重要措施。本文首先分析了我国大气环境的现状，然后具体阐述了大气环境监测的内容，并提出了加强环境监测的对策，旨在能够对大气环境监测的研究有所帮助。

大气环境监测主要是针对大气中的污染物的监测，对其种类和浓度进行观察和分析，实时掌握各种污染物的动态变化已经它们对环境的影响。大气环境监测对象主要是分子状的污染物，如：一氧化碳、臭氧、碳氢化合物以及硫、氮氧化物等污染物，还包括飘尘、悬浮微粒等颗粒状的污染物。对这两种状态的污染物在大气环境中进行布点、采样、观察和分析等一系列质量监测工作。监测项目通常根据地区实际的区域特点，气候特点、污染源的分布情况来进行规定。其中对大气污染物中的氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和悬浮颗粒物加降尘的监测是国家规定的大气监测项目，另外可根据地方特点和污染源特征增加对碳氢化合物、二氧化氮、铅等污染物的监测项目。

1. 大气环境监测的具体应用

在我国，大气层中的污染物以二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物已经浮沉为主，对大气环境的监测和质量控制，是对大气质量合理进行评价的前提条件。我国在大气环境监测的应用主要有以下几个方面：

1）对影响大气环境的主要污染物在一个时间周期内进行连续的监测，通过监测结果分析污染物在大气环境中的浓度是否超出国家规定的标准范围，以此结果数据来作为基础依据，进行大气环境质量报告的编写，提供给环境管理部门进行大气质量控制；

2）对大气质量监测的结果数据为大气质量的监控和分析提供可靠性依据，以此为前提条件对大气环境质量进行进一步的研究分析，从而掌握大气质量变化状态及其发展规律，并对其发展趋势和可能造成的影响做以预测，发出预警信号；

3）对大气环境监测的数据和结构及分析报告为我国环境保护监测部门提供了较为科学准确的参考材料，以此为参考制定相关的法律制度，并有针对性的进行深入的研究，探索预防和解决环境污染影响的新方法。

2.环境大气监测中的布点采样原则

对大气监测的布点采样按照以下原则进行：

1）要根据污染程度对监测的区域进行区分设置。通常按低、中、高三个层次进行划分；

2）布点的选择要具有污染代表性，即能够代表一定范围内的大气污染程度，使此范围内的污染状态和变化规律通过此个布点突出的反映出来。在实际应用中，通常可根据污染源的集中度来选择布点，同时要对风向因素加以考虑，在下风向设计的大气环境污染采样点要多于上风向；

3）根据污染区域的工业区密度来设置采样点，对于工业区密集的地方要多设置采样点，以高污染区多设，低污染区少设为基本原则；

4）对于采样点的设置，样点周围环境开阔，不能影响空气的流通。对于其他局部的污染源和有吸附力的树木建筑等要避开，以排除外部环境对样点大气采样的影响，保证采样的准确性。同时，尽量将各样点设置一致的外部条件，这样得出的数据信息互相可以有参考性和可比性，便于对数据进行整理和分析，探索其中的变化规律；

5）根据测定的目标来设置采用点的高度，结合实际情况进行调整，保证数据的准确性和可靠性。

3. 环境大气监测的布点方法和意义

对于大气质量监测的布点，要综合考虑污染物的种类以及要达到的监测目的来进行实际的设置，尽量做到监测网络布置的优化。

3.1 功能区布点法

功能区布点法是在不同功能区域内进行先进行踩点，根据区域的功能，对其实际环境因素进行全面的分析讨论，将此区域的功能和此地区的人类活动因素结合在一起进行综合考虑而进行布点设置的一种方法。此方法属于一种常规性的布点方法，比较适用于大气环境监测的初级阶段，可以将区域功能布局和人类活动等多方面因素对大气环境的影响表现出来，便于对大气环境污染的各个影响因素进行研究。

3.2 网格布点法

网格布点法是将监测采样点以坐标的形式进行将监测的区域进行网格化的划分，对其进行采样点的均匀布设的一种方法。对于网格的划分不仅要考虑污染的程度，还有将社会因素对环境污染的影响加以考虑，适合在污染源较多的区域采用此种方法进行布点。这种方法排除人为因素的影响，以一种直观的空间分布方式进行设置，受条件的约束较少，具有很强的随意性。

3.3 同心圆布点法

此种方法比较适合污染比较集中的区域使用。此方法确定圆心后按不同的半径进行同心圆的划分，同时按圆心画出射线，取交点为布点处。这种方法受风向影响较大，因此在使用此种方法时要充分考虑此区域的风向问题，以上风处少，下风处多为布点的基本原则。同心圆布点法对污染集中，污染浓度较大的地区有很大优势，可以防止重污染区被漏掉而影响采样的准确性。

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中图分类号F427

文献标识码A

文章编号1002-2104（2014）01-0157-06doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.01.022

自20世纪60年代以来，随着能源危机和环境灾害的频发，人们逐渐意识到能源和环境问题对经济发展的重要性[1]。经济与环境协调发展不仅仅是区域可持续发展的核心内容，同时也是政府和学术界共同关注的热点和焦点问题[2-3]。20世纪90年代初，Grossman[4]、Torras[5]、Selden[6]等学者通过分析经验数据先后提出经济发展与环境质量的“倒U型”曲线关系，即环境库兹涅茨曲线（EKC）。国内外学者普遍认为产业结构的变动是影响环境质量变化的重要因素，Stern[7]研究1973-1990年64个国家SO2变化驱动因素后发现，产业结构调整起到增加排放的作用，贡献率达到14%-22%。Llop[8]运用环境投入产出法研究1995-2000年西班牙产业结构调整对污染物排放变化的影响，表明产业结构对污染物减排作用明显。Grossman与Krueger[9-10]等学者采用分解分析方法定量研究了经济规模效应、行业内技术效应和经济结构效应对污染物排放变化的贡献率，这种研究被广泛运用于当前经济增长与环境污染的作用机理分析。我国学者钱雪亚等[11]通过研究浙江省经济结构调整与环境保护的边际效应以及相关性，认为工业结构调整减缓了环境质量的下降速度，王海建[12]构建环境投入产出模型，分析产业技术变动、需求结构变动对污染物排放量的影响，刘文新、张平宁等[13]以资源型城市鞍山市为例，分析三次产业与环境污染物的互动关系，表明第二产业尤其是重工业对水环境和大气环境的影响最大。贺丹等[14]研究产业结构变动引起的环境效应，分析污染密集型产业变动引起的环境效应。总体来看，尽管不同专业背景的学者做了大量基础性工作，但目前对产业结构演变的生态环境效应研究仍然很薄弱，在研究内容上多集中于单一产业对污染物排放的影响，很少有学者对经济增长与环境污染之间的具体作用渠道与作用机制进行详细的研究，缺乏对三次产业整体以及更细产业门类结构变动的环境效应评价；在研究区域层面上，对市域、县域产业结构与环境影响的关系研究较多，缺乏对省域层面上产业结构变动的环境效应研究；在研究方法上，定性分析较多，缺乏定量研究。

伴随着经济规模高速和超高速增长，环境污染问题已成为影响可持续发展的瓶颈，而大气环境质量的恶化首当其冲。工业是国民经济的主体和产业地域布局的核心，工业化在带来巨大经济效益的同时也引起了严重的环境污染问题。鉴于上述研究背景以及山东省的实际状况，本文采用LMDI分解方法，研究1991-2011

年山东省工业结构变动引起的大气环境效应，为山东省工业结构调整提供理论依据。

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2我国大气环境监测的意义及采样点布置原则

2.1大气环境监测意义

首先，根据大气环境污染物监测结果分析污染物浓度是否超出规定标准，并基于监测数据进行大气环境质量报告的编写，为环境管理部门制定控制措施提供依据；其次，通过历年的大气环境污染物监测结果分析大气质量的变化状态及发展规律，并对其发展趋势和可能造成的影响做出预判，便于采取必要的措施进行预防和解决；第三，基于大气监测数据报告，为环保部门制定相关法规提供依据，并探索预防和解决环境污染影响的有效方法。可以预见，随着人们对大气环境质量关注度的逐渐提高，大气环境监测工作也将逐渐得到整个社会的共同关注。

2.2采样点的布置原则

其一，采样点布置要以当地人口密度和污染情况为基础。对于工业区密集、污染物排放较多、人口数量或流动量较大的区域，应增加采样点设置数量。其二，采样点的设置要与特定区域大气环境污染的变化规律相一致，例如：在季风下风向设置更多的采样点。其三，依据监测地区大气环境的污染程度和污染层次，将采样点级别划分为低、中、高三种。其四，采样点的设置高度要与监测目标需求相适宜，例如测试大气污染物对居民的影响，则应将采样点高度设置范围选为1.5～2m间。其五，采样点应设置于地形开阔平坦的地区，并控制四周建筑物与采样口水平线的夹角低于30°，以免影响空气流通。另外，各个采样点的外部条件应尽量设置一致，从而增加数据的科学性和可比性。

3不同大气监测布点方法及其适用范围

大气监测的布点方法包括同心圆布点法、功能区布点法、网格布点法、扇形布点法等多种类型。实际监测中，工作人员应结合主导风向、人类活动、区域布局、监测目标、污染物特征等综合选择布点方法，从而更好地开展大气环境污染物监测工作。

3.1同心圆布点法

同心圆布点法主要用于污染源数量较多、污染浓度较大、且污染源分布较为集中的地区，监测人员应先设置中心并画出半径不等的同心圆，再以圆心为起点设置射线若干，放射线与同心圆圆周的交点即是采样点。在运用该方法时，要特别关注风向并增加下风向的布点数量。

3.2功能区布点法

功能区布点法是将城市不同区域的功能和所在地人群活动因素相综合而进行布点的一种方法。实际操作中，要结合不同区域的实际问题，科学分析布点方位的具体情况，并结合人为因素和环境因素论证其可行性。

3.3网格布点法

网格布点法是根据采样点的地理坐标，将监测区域进行网格布设与划分的一种方法。该方法能够有效避免人为因素对布点造成的干扰，适用于污染源较多的区域。实际应用中，网格的划分要考虑污染程度、社会因素等方面。

3.4扇形布点法

扇形布点法一般适用于对区域内孤立高架点源的监测。以陶瓷厂炉窑的烟囱为例：首先，要明确烟囱所在区域内的主导风向，将烟囱顶点设置为污染源位置；其次，以该区域主导风向为轴线，在其下风向画出一个45°～90°之间的扇形区域。最后，在该扇形区域内设置弧线，在每条弧线上设置三四个监测点。

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文章编号：ISSN1006―656X（2014）05-0355-01

引 言：实现大气环境监测点优化布设的方法较多，但这些方法在进行优化布设时都没有考虑季节变化因素对大气环境监测优化布点工作的影响，在季节交替变化时，大气环境会随之发生变化，这时监测点数据的显著性也随之发生变化，从而不同季节得出的优化布点结果可能是不同的。

一、 大气环境监测概述

大气环境监测主要是针对大气中的污染物的监测，对其种类和浓度进行观察和分析，实时掌握各种污染物的动态变化以及它们对环境的影响。大气环境监测对象主要是分子状的污染物，如：一氧化碳、臭氧、碳氢化合物以及硫、氮氧化物等污染物，还包括飘尘、悬浮微粒等颗粒状的污染物。对这两种状态的污染物在大气环境中进行布点、采样、观察和分析等一系列质量监测工作。监测项目通常根据地区实际的区域特点，气候特点、污染源的分布情况来进行规定。其中对大气污染物中的氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和悬浮颗粒物的监测是国家规定的大气监测项目，另外可根据地方特点和污染源特征增加对碳氢化合物、二氧化氮、铅等污染物的监测项目。

二、环境大气监测中的布点采样原则

对大气监测的布点采样按照以下原则进行：

（一）要根据污染程度对监测的区域进行区分设置。通常按低、中、高三个层次进行划分；

（二）布点的选择要具有污染代表性，即能够代表一定范围内的大气污染程度，使此范围内的污染状态和变化规律通过此个布点突出的反映出来。在实际应用中，通常可根据污染源的集中度来选择布点，同时要对风向因素加以考虑，在下风向设计的大气环境污染采样点要多于上风向；

（三）根据污染区域的工业区密度来设置采样点，对于工业区密集的地方要多设置采样点，以高污染区多设，低污染区少设为基本原则；

（四）对于采样点的设置，样点周围环境要开阔，不能影响空气的流通。对于其他局部的污染源和有吸附力的树木建筑等要避开，以排除外部环境对样点大气采样的影响，保证采样的准确性。同时，尽量将各样点设置一致的外部条件，这样得出的数据信息互相可以有参考性和可比性，便于对数据进行整理和分析，探索其中的变化规律；

（五）根据测定的目标来设置采用点的高度，结合实际情况进行调整，保证数据的准确性和可靠性。

三、 环境大气监测的布点方法和意义

对于大气质量监测的布点，要综合考虑污染物的种类以及要达到的监测目的来进行实际的设置，尽量做到监测网络布置的优化。

（一） 功能区布点法

功能区布点法是在不同功能区域内进行先进行踩点，根据区域的功能，对其实际环境因素进行全面的分析讨论，将此区域的功能和此地区的人类活动因素结合在一起进行综合考虑而进行布点设置的一种方法。此方法属于一种常规性的布点方法，比较适用于大气环境监测的初级阶段，可以将区域功能布局和人类活动等多方面因素对大气环境的影响表现出来，便于对大气环境污染的各个影响因素进行研究。

（二）网格布点法

网格布点法是将监测采样点以坐标的形式进行将监测的区域进行网格化的划分，对其进行采样点的均匀布设的一种方法。对于网格的划分不仅要考虑污染的程度，还有将社会因素对环境污染的影响加以考虑，适合在污染源较多的区域采用此种方法进行布点。这种方法排除人为因素的影响，以一种直观的空间分布方式进行设置，受条件的约束较少，具有很强的随意性。

（三） 同心圆布点法

此种方法比较适合污染比较集中的区域使用。此方法确定圆心后按不同的半径进行同心圆的划分，同时按圆心画出射线，取交点为布点处。这种方法受风向影响较大，因此在使用此种方法时要充分考虑此区域的风向问题，以上风处少，下风处多为布点的基本原则。同心圆布点法对污染集中，污染浓度较大的地区有很大优势，可以防止重污染区被漏掉而影响采样的准确性。

（四）扇形布点法

此种方法适应于主导风向明确的高架污染源的地区。以污染源点为基本点，以主导风向为轴在下风向画出角度为45°到90°的弧线范围，在弧线上采3～4个点作为监测的采样点。

四、季节因素对优化布点的影响分析

（一）实例分析

以某地区为例，应用动态贴近度法对该地区大气环境测点进行优化。本文应用动态贴近度法对大气环境测点进行优化。该地区2012～2013年间12个监测点位、3个大气污染因子SO2、NOX、TSP的季度监测均值见表1。

从表2中可以看出，动态贴近度法与其他方法优选出来的结果完全一致，从而可证明该方法的有效性。而通过表3可以看出，在强化季节因素的情况下，虽然监测点的最优贴近度取值发生明显变化，但优化布设的结果仍然未变，说明季节变化因素对大气环境监测的结果影响不大，在进行大气环境优化布设时，可以忽略季节因素。而通过去除季节因素，可以显著地减小优化工作的计算量，提高布设的效率。

五、结束语

总之，对大气环境质量进行有效的监测，可以使大气中的污染物得到实施的监控和观察，对其变化和发展的趋势及时掌握，便于采取必要的措施进行预防和解决。本文通过采用动态贴近度方法突现大气环境监测中的季节变化因素，考虑其对大气环境监测优化布设工作的影响。在进行大气监测优化布点时，可以忽略季节变化因素，从而减小优化工作的计算量，提高优化布设的效率。

参考文献：